(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布層にクレーターが発生することを抑制することができるダイコータ装置を提供する。【解決手段】ダイコータ装置１１は、基板１３を固定するステージ１５と、前記基板上にペースト状材料を塗布するペースト状材料塗布部１８とを備え、前記ステージは、ステージ本体と、その上に配置され除電機能を有する表面層２１とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を固定するステージと、前記基板上にペースト状材料を塗布するペースト状材料塗布部とを備え、
前記ステージは、ステージ本体と、その上に配置され除電機能を有する表面層とを有することを特徴とするダイコータ装置。
【請求項２】
前記表面層は、前記ステージ本体と前記基板との間の異物を吸収するように構成されている請求項１に記載のダイコータ装置。
【請求項３】
前記表面層は、前記ステージ本体よりも変形しやすい材質からなる請求項２に記載のダイコータ装置。
【請求項４】
前記表面層は、前記ダイコータ装置の金属部へアースされている請求項１〜３の何れか１つに記載のダイコータ装置。
【請求項５】
電極が形成された基板上に請求項１〜４の何れか１つの記載のダイコータ装置を用いて低融点ガラスペーストを塗布して塗布層を形成し、前記塗布層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備えるプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイコータ装置と、このダイコータ装置を利用したプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と称する。）用基板構体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のＰＤＰ構造の一例を示す分解斜視図である。このＰＤＰは、前面側基板構体１と背面側基板構体２を有している。
【０００３】
前面側基板構体１では、ガラス基板１ａ上に複数の表示電極３が配置されている。表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａ及びバス電極３ｂを備えている。表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４は、ＭｇＯ等からなる保護層５で覆われている。
【０００４】
背面側基板構体２では、表示電極３に対してほぼ垂直方向に延びるアドレス電極６がガラス基板２ａ上に配置されている。アドレス電極６は、誘電体層９で覆われている。誘電体層９上の、アドレス電極６の両側位置には隔壁７が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに誘電体層９上と隔壁７の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層８が形成されている。
【０００５】
保護層５と隔壁７が接するように前面側基板構体１と背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封止用部材により封着させて内部に放電空間を形成し、放電空間内を排気後、放電空間内にＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、ＰＤＰが作製される。このＰＤＰにおいては、表示は、対をなす２本の表示電極３間での繰り返し放電によって行なわれる。
【０００６】
ところで、ＰＤＰの誘電体層の形成方法の一つとしてダイコータ装置を用いてペースト状材料（低融点ガラスペースト）を塗布する方法が知られている。一般のダイコータ装置では、ガラス基板を塗布ステージ上に真空吸引などの方法を用いて固定した状態で低融点ガラスペーストの塗布を行っている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３４８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、塗布ステージの材質には石などの硬い材質が使用されているため、塗布ステージと基板の間に異物が入り込んだ状態でガラス基板を固定した時、局所的なガラス基板の隆起が起こり、この状態で低融点ガラスペーストを塗布すると隆起部分において塗布層の厚さが局所的に薄く形成されてしまう。このような厚さが局所的に薄くなっている部分をクレーターと呼ぶ。
【０００８】
一例として、５００ｍｍ×１０００ｍ（ｔ＝１．８ｍｍ）のガラス基板と塗布ステージの間に厚さ３０μｍ程度の異物があると、その部分のガラス基板は隆起する。この状態でダイコータ装置を用いて基板上にペースト状材料を塗布すると、隆起している部分において、低融点ガラスペーストの塗布後の厚さが約３μｍ、焼成工程後の厚さが約１μｍ薄く形成される。
【０００９】
本発明者らは、クレーターの発生を抑制するために、ドライクリーナーや粘着ローラーを用いて基板裏面に付着した異物を除去した後に基板を塗布ステージ上に設置し、その後に、低融点ガラスペーストを塗布するという実験を行った。しかし、基板裏面の異物を除去してもクレーターの発生を完全に抑制することはできなかった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、塗布層にクレーターが発生することを抑制することができるダイコータ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明のダイコータ装置は、基板を固定するステージと、前記基板上にペースト状材料を塗布するペースト状材料塗布部とを備え、前記ステージは、ステージ本体と、その上に配置され除電機能を有する表面層とを有することを特徴とする。
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、基板の帯電がクレーター発生の原因であることを見出した。そして、ステージ本体と基板との間に除電機能を有する表面層を設けることによって基板の帯電を防ぎ、これによってクレーター発生を抑制することができることを見出し、本発明の完成に到った。
以下、本発明の種々の実施形態等を例示する。
【００１２】
前記表面層は、前記ステージ本体と前記基板との間の異物を吸収するように構成されていてもよい。この場合、ステージ本体と基板の間に異物が挟まれても異物の厚みが表面層によって吸収される。これによって基板の局所的な隆起が抑制されてクレーターの発生が抑制される。
前記表面層は、前記ステージ本体よりも変形（弾性変形又は塑性変形）しやすい材質からなってもよい。この場合、ステージ本体と基板の間の異物によって表面層が押圧されて変形し、これによって異物が表面層に吸収されて基板の局所的な隆起が抑制される。
前記表面層は、前記ダイコータ装置の金属部へアースされている。この場合、基板をより確実に除電することができる。
【００１３】
本発明は、電極が形成された基板上に上記記載のダイコータ装置を用いて低融点ガラスペーストを塗布して塗布層を形成し、前記塗布層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備えるプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法も提供する。これによって、厚さが均一な誘電体層を得ることができる。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の種々の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１５】
１．ダイコータ装置
図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態のダイコータ装置１１について説明する。図１は、本実施形態のダイコータ装置１１の構成を示す断面図である。図２及び図３は、それぞれ、図１中の領域Ａの拡大図であり、図２は、表面層２１が弾性変形しやすい材質である場合を示し、図３は、表面層２１が塑性変形しやすい材質である場合を示す。
【００１６】
本実施形態のダイコータ装置１１は、基板１３を固定する塗布ステージ１５と、基板１３上にペースト状材料１６を塗布するペースト状材料塗布部１８とを備え、塗布ステージ１５は、塗布ステージ本体２３と、その上に配置され除電機能を有する表面層２１とを有する。
以下、各構成要素について説明する。
【００１７】
１−１．塗布ステージ
塗布ステージ１５は、塗布ステージ本体２３とその上に配置された表面層２１とを有する。塗布ステージ本体２３は、例えば、石、鋳鉄、セラミック等の変形しにくい材質からなる。表面層２１は、除電機能（基板１３に既に蓄積された静電気を除去したり、基板１３に静電気が蓄積されることを防ぐ機能）を有するものであればその構成は特に限定されない。表面層２１は、例えば、表面抵抗値の低減処理がなされた樹脂シートである。表面抵抗値の低減処理は、例えば、カーボンブラックや金属粉等の導電性物質や、界面活性剤等からなる帯電防止剤を表面に塗布するかシート内に混入させることによって行うことができる。表面層２１の表面抵抗値は、除電機能が発揮できるものであれば特に限定されないが、１０11Ω／□以下であることが好ましい。表面抵抗値が大きすぎると除電機能が十分でない場合があるからである。また、表面層２１の表面抵抗値は、１０5Ω／□以上であることが好ましい。表面抵抗値が小さすぎると基板１３に蓄積された静電気が急に放電されることによって問題が生じる場合があるからである。表面層２１の表面抵抗値は、具体的には例えば１０5，１０6，１０7，１０8，１０9，１０10，１０11Ω／□である。表面層２１の表面抵抗値は、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。なお、ここでの表面抵抗値は２０℃，５０％ＲＨの環境下で測定されたものを意味する。表面層２１は、電荷が蓄積されないように、ダイコータ装置１１の金属部へアースされることが好ましい。
【００１８】
表面層２１は、上記した除電機能に加えて塗布ステージ１５と基板１３との間の異物２０を吸収するように構成されていることが好ましい。この場合、塗布ステージ１５と基板１３との間の異物２０に起因する塗布層表面のクレーターの発生を抑制することができるからである。
【００１９】
表面層２１は、塗布ステージ１５よりも変形しやすい材質からなることが好ましい。この場合、異物２０によって表面層２１が押圧されたときに表面層２１が変形（図２のような弾性変形又は図３のような塑性変形）することによって異物２０が表面層２１に吸収される。これによって基板１３の局所的な隆起が抑制され、塗布層表面のクレーターの発生が抑制される。また、表面層２１が塗布ステージ１５よりも変形しやすい材質からなる場合、表面層２１と基板１３とが密着しやすいので、基板１３の全面が均一に除電されやすい。
【００２０】
また、表面層２１は、基板１３よりも変形しやすい材質からなることが好ましい。この場合、基板１３が変形する前に表面層２１が変形（図２のような弾性変形又は図３のような塑性変形）することによって異物２０が表面層２１に吸収される。これによって基板１３の局所的な隆起がさらに確実に抑制される。基板１３の種類は、特に限定されないが、例えば、ガラス基板である。
【００２１】
本実施形態が対象とする異物２０のサイズや形状は、様々であり、特に限定されない。一例では、異物２０のサイズは、φ数十μｍ〜φ数百μｍ程度である。また、異物２０の発生原因や組成も特に限定されない。一例では、異物２０は、塗布ペースト自身の乾燥物のようなものである。
【００２２】
表面層２１の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５〜５ｍｍ程度である。表面層２１の厚さが薄すぎると除電機能や異物吸収機能が十分でない場合があり、厚すぎると、基板１３が安定に固定されにくい場合があるからである。表面層２１の厚さは、例えば、０．５，１，２，３，４又は５ｍｍである。表面層２１の厚さは、ここで示した何れか２つの数値の範囲内であってもよい。
【００２３】
表面層２１は、塗布ステージ本体２３上に固定せずに載置するだけでもよく、ネジ等によって取り外し可能に固定されていてもよく、接着等によって塗布ステージ本体２３と一体化されていてもよい。
【００２４】
塗布ステージ１５には、真空ポンプ２５に繋がった多数の吸着孔２７が形成されている。吸着孔２７は、塗布ステージ本体２３と表面層２１のそれぞれに形成されている。塗布ステージ本体２３の吸着孔２７と表面層２１の吸着孔２７の大きさは、同じであっても異なっていてもよいが、塗布ステージ本体２３と表面層２１は、それぞれの吸着孔２７の位置が一致するように位置合わせされる。
【００２５】
基板１３は、吸着孔２７に真空吸着されることによって塗布ステージ１５上に固定される。但し、基板１３の固定方法は、特に限定されず、例えば、クランプ等によって基板１３の上から基板１３を塗布ステージ１５に押し付けることによって基板１３を塗布ステージ１５上に固定してもよい。
【００２６】
１−２．ペースト状材料塗布部
ペースト状材料塗布部１８は、例えば、ダイヘッド１９を移動させながらダイヘッド１９からペースト状材料１６を吐出することによって基板１３上にペースト状材料１６を塗布することができるものであり、その構成は、特に限定されない。一例では、ペースト状材料塗布部１８は、ダイヘッド１９と、液送ポンプ２９と、ペーストタンク３１と、駆動部３３とを備えている。ダイヘッド１９は、先端に設けられた吐出口から基板１３上にペースト状材料１６を吐出する。ペーストタンク３１は、ペースト状材料１６を収容し且つ液送ポンプ２９を介してダイヘッド１９に接続されている。ペーストタンク３１内のペースト状材料１６は、液送ポンプ２９の作用によってダイヘッド１９に送られて基板１３上に吐出される。駆動部３３は、ダイヘッド１９に接続されており、塗布層１７を形成する方向に（矢印Ｘの方向に）ダイヘッド１９を移動させることができる。駆動部３３は、基板１３のうねりを検出し、このうねりに沿ってダイヘッド１９を昇降させたり傾斜させたりすることが可能になっている。
【００２７】
ペースト状材料１６の種類は、特に限定されないが、一例では、低融点ガラスフリットにバインダと溶剤を加えた低融点ガラスペーストである。
【００２８】
２．ＰＤＰ用基板構体の製造方法
図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、上記実施形態のダイコータ装置を用いた、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。以下の実施形態では、３電極面放電型ＰＤＰ用前面側基板構体を製造する場合を例にとって説明を進める。
【００２９】
２−１．表示電極形成工程
まず、図４（ａ）に示すように、基板１ａ上に複数の表示電極３を形成する。
【００３０】
基板１ａは、特に限定されず、当該分野で公知の基板をいずれも使用することができる。具体的には、ガラス基板、プラスチック基板等の透明基板が挙げられる。
【００３１】
複数の表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａと金属電極３ｂとを備える。透明電極３ａは、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 などの透明電極材料膜をスパッタリング法等によって形成し、この透明電極材料膜を図４（ａ）の符号３ａで示す透明電極３ａの形状にパターニングすることによって形成することができる。金属電極３ｂは、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属膜又はその積層膜をスパッタリング法等によって形成し、この膜を図４（ａ）の符号３ｂで示す金属電極３ｂの形状にパターニングすることによって形成することができる。上記パターニングは、フォトエッチング法で行うことができる。透明電極３ａ及び金属電極３ｂの厚さは、一例では、それぞれ、０．１μｍ及び３．５μｍである。
【００３２】
複数の表示電極３は、２本ずつがペアになって表示ラインを構成するが、電極配列形態として電極ペア間に非放電領域（逆スリットともいう）を設けた配列、電極を等間隔に配列して隣接する電極間が全て放電領域となるＡＬＩＳ形式の配列のいずれかによって配置されている。図４は、後者のＡＬＩＳ形式の配列である。
【００３３】
２−２．誘電体層形成工程
次に、図４（ｂ）に示すように、表示電極３が形成された基板１ａ上に上記実施形態のダイコータ装置１１を用いて低融点ガラスペーストを塗布して塗布層を形成し、この塗布層を焼成することによって誘電体層４を形成する。低融点ガラスペーストは、例えば、低融点ガラスフリットにバインダと溶剤を加えたものからなる。
【００３４】
ダイコータ装置１１の塗布ステージ１５は、除電機能を有する表面層２１を有している。このため、基板１ａが塗布ステージ１５上に載置されたときに基板１ａが除電されて、基板１ａの帯電に起因する塗布層のクレーターの発生が抑制される。また、表面層２１が塗布ステージ１５と基板１ａとの間の異物２０を吸収するように構成されている場合には、塗布ステージ１５と基板１ａの間に異物２０が挟まった場合でも基板１ａの局所的な隆起が抑制される。これによって異物２０に起因する塗布層のクレーターの発生が抑制される。
【００３５】
このように、上記実施形態のダイコータ装置１１を用いることによって塗布層におけるクレーターの発生が抑制される。このため、均一な厚さの塗布層が形成され、従って、均一な厚さの誘電体層４が形成される。誘電体層４の厚さは、一例では、２０〜３５μｍ程度である。
【００３６】
２−３．保護層形成工程
次に、図４（ｃ）に示すように、誘電体層４上に保護層５を形成し、前面側基板構体の製造を完了する。保護層５は、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム又は酸化バリウム等の金属（より具体的には２価の金属）酸化物からなり、好ましくは、酸化マグネシウムからなる。保護層５は、蒸着法、スパッタ法又は塗布法等で形成される。保護層５の厚さは、一例では、８０００Å程度である。
【００３７】
ここで作製した前面側基板構体と、別途作製した、アドレス電極、誘電体層、隔壁及び蛍光体層等が形成された背面側基板構体とを貼り合わされて内部に気密な放電空間を有するパネルを形成し、このパネルの放電空間内を排気し、その後、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスを放電空間内に導入することによって、ＰＤＰを製造することができる。
【００３８】
上記実施形態のダイコータ装置は、ＰＤＰ用背面側基板構体のアドレス電極を覆う誘電体層や、隔壁形成のための隔壁材料層を形成するためにも利用可能であり、ＰＤＰの製造以外の用途にも利用可能である。
【００３９】
３．効果実証実験
３−１．基板の帯電とクレーター発生との関係について
以下の方法によって基板の帯電とクレーター発生との関係について調べた。
【００４０】
まず、除電機能を有する表面層を有しないダイコータ装置のステージ上に塗布層形成前のガラス基板を配置した。このガラス基板は、搬送コロによってステージ上まで搬送されたものであり、搬送時に搬送コロとの摩擦等が原因で帯電している。また、ステージにはガラス基板をステージから引き離す際に用いるリフトピンを収容するリフトピン穴が設けられている。このリフトピン穴の部分ではガラス基板はステージと接触していない。ガラス基板のサイズは１２１０ｍｍ×２０２０ｍｍである。リフトピン穴のサイズは、φ４５ｍｍであり、２４箇所に設けられている。
【００４１】
次に、塗布層形成前に、任意の１つのリフトピン穴の中心の電位Ｖ１と、リフトピン穴の中心から１００ｍｍ離れた位置での電位Ｖ２を測定した。この測定は、ガラス基板の上方から静電気センサー７１８（住友スリーエム社製）を用いて行った。
【００４２】
次に、低融点ガラスフリットにバインダと溶剤を加えたものからなる低融点ガラスペーストをダイヘッドから塗布して塗布層を形成し、リフトピン穴からリフトピンを突き出してガラス基板を持ち上げ、ガラス基板をステージ外に搬出した。
【００４３】
次に、塗布層表面を目視によって観察してクレーターの有無を調べた。クレーターは、主に、リフトピン穴に対応した位置に形成されていた。
【００４４】
ここで、局所電位差と発生したクレーター数との関係を図５に示す。局所電位差とは、基板接触部（リフトピン穴以外の部分）の電位Ｖ２−基板非接触部（リフトピン穴の部分）の電位Ｖ１で定義される。局所電位差は、周囲湿度やガラス基板の搬送速度の影響を受ける。そこで、周囲湿度が異なる状態で測定を行ったり（つまり、雨の日に測定したり、晴れの日に測定したり）、ガラス基板の搬送速度を変化させたりすることによって局所電位差を変化させた。
【００４５】
図５を参照すると、局所電位差が１００Ｖ以下ではクレーターは見られないが、局所電位差が１００Ｖを超えるとクレーターが発生することが分かる。この結果は、基板の帯電がクレーターの発生と密接に関係しており、除電機能を有する表面層によって基板の除電を行うことによりクレーターの発生を抑制することができることを示している。
なお、基板を除電する方法としては、上記した除電機能を有する表面層を用いる他に、基板上に形成されている表示電極群をアースに接続して、当該基板の誘電体層形成領域（電極形成領域）を除電する方法も採用できる。この電極群アース接続による除電方法はそれ単独の利用でもよく、除電機能付き表面層による除電方法と組み合わせて利用してもよく、組み合わせ利用の場合は大きな効果が期待できる。
【００４６】
３−２．異物吸収機能について
以下の方法によって、基板とステージ本体との間にステージ本体よりも変形しやすい材質からなる表面層を配置することによって異物が挟まった場合の塗布層の凹み量を大幅に低減することができることを実証した。
【００４７】
まず、石からなるステージ本体と厚さ１．８ｍｍのガラス基板との間に厚さが既知の異物を配置し、その状態で低融点ガラスフリットにバインダと溶剤を加えたものからなる低融点ガラスペーストをダイヘッドから塗布して厚さ５０μｍの塗布層を形成し、焼成した。焼成後の塗布層のクレーターの凹み量をＰ−１６触針計（ＫＬＡテンコール社製）を用いて測定した。
【００４８】
また、ステージ本体とガラス基板との間に厚さ３００μｍのポリエチレンフィルム（商品名：サンマップ,日東電工株式会社製）からなる表面層を配置し、表面層と基板との間に厚さが既知の異物を配置して上記と同様の測定を行った。
【００４９】
測定結果を図６に示す。図６を参照すると、ステージ本体よりも変形しやすい材質からなる表面層を設けることによって焼成後の塗布層のクレーターの凹み量を大幅に低減することができることが実証された。
従って、除電機能と異物吸収機能とを有する表面層を設けると、両機能の相乗効果によって塗布層のクレーターの発生をより効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態のダイコータ装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のダイコータ装置についての、図１中の領域Ａの拡大図である（表面層が弾性変形しやすい材質の場合）。
【図３】本発明の一実施形態のダイコータ装置についての、図１中の領域Ａの拡大図である（表面層が塑性変形しやすい材質の場合）。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の効果実証実験における、局所電位差と発生したクレーター数との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の効果実証実験における、表面層がある場合とない場合での異物の厚さと焼成後の塗布層のクレーターの凹み量との関係を示すグラフである。
【図７】従来のＰＤＰの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：前面側基板構体  １ａ：前面側基板  ２：背面側基板構体  ２ａ：背面側基板  ３：表示電極  ３ａ：透明電極  ３ｂ：バス電極  ４：前面側基板構体の誘電体層  ５：保護層  ６：アドレス電極  ７：隔壁  ８：蛍光体層  ９：背面側基板構体の誘電体層  １１：ダイコータ装置  １３：基板  １５：塗布ステージ  １６：ペースト状材料（低融点ガラスペースト）  １７：塗布層  １８：ペースト状材料塗布部  １９：ダイヘッド  ２０：異物  ２１：表面層  ２３：塗布ステージ本体  ２５：真空ポンプ  ２７：吸着孔  ２９：液送ポンプ  ３１：ペーストタンク  ３３：駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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